Как разгадать тайны времени и пространства
Гравитация невероятно слабая сила. Просто вдумайтесь: вы можете оторвать свою ногу от земли, несмотря на всю массу Земли, которая ее притягивает. Почему она такая слабая? Неизвестно. И, возможно, потребуется очень и очень большой научный эксперимент, чтобы это выяснить. Джеймс Бичем — физик из Университета Дьюка, который работает с детектором ATLAS на знаменитом Большом адронном коллайдере в Швейцарии. Недавно он описал свой физический эксперимент для Gizmodo: невероятно большой ускоритель атомов — Ультра-адронный коллайдер — расположенный по внешнему краю Солнечной системы.
Такой эксперимент мог бы решить большинство загадок физики сразу, например, раскрыть истинную природу темной материи или доказать возможность путешествий во времени. «Чтобы понять, что происходило во время Большого Взрыва, чем ближе к самому моменту мы подбираемся, тем выше энергии нам нужны для экспериментов на коллайдере, а значит приходится строить коллайдеры все больше и больше», говорит Бичем. «В настоящее время мы довольно хорошо понимаем, что происходило, когда Вселенная была размером с яблоко; этого мы можем достичь с энергиями БАК. Но когда она была меньше, чем дальше назад во времени, тем непонятнее».
Физики уверены, что знают основные принципы Вселенной. Частицы взаимодействуют через силы, из которых известно четыре: электромагнетизм; «слабая» сила; «сильная» сила; гравитаци. Каждая сила имеет правила, которые мы находили в ходе экспериментов, проводимых в течение сотен лет. Некоторые фундаментальные взаимодействия сильнее, некоторые слабее.
По сравнению с другими тремя «гравитация не просто слабая, она практически несущественная», говорит Бичем. Далее — от первого лица. На Большом адронном коллайдере, где я работал, мы изучаем базовые, элементарные правила природы, сталкивая протоны вместе на высоких энергиях. Правила, которые мы исследуем, описываются в терминологии частиц и сил, и гравитация — единственная из четырех известных сил, на которую мы даже не обращаем внимания, рассчитывая самые высокоэнергетические столкновения протонов. Если бы наделяем сильное взаимодействие силой 1, гравитация будет иметь силу 10-39. 39 нулей после запятой. То есть, вообще ничего.
Эта загадка науки одна из самых непонятных для нас. Почему силы взаимодействий выстроились таким образом? Почему гравитация такая слабая? Природа такова, какая есть, независимо от того, какой люди ее представляют. Но эксперименты показали, что при достаточно высоких энергиях электромагнетизм и слабая сила сливаются вместе в одну силу. При еще более высоких энергиях, полагают ученые, сильное взаимодействие также будет к ним присоединяться. Но гравитация отличается. Ученые не знают, будет ли гравитация объединяться с остальными силами при достаточно высоких энергиях.
«Гравитация — это сила природы, но ее правила — математика, которая лежит в ее основе, самое точное описание — каким-то образом сильно отличаются от остальных», говорит Бичем. И продолжает: Гравитация лучше всего описывается общей теорией относительности Эйнштейна, а три другие силы, которые описываются Стандартной моделью физики элементарных частиц, основываются на квантовой теории поля. И хотя сходства есть, они разные. То есть когда мы наивно пытаемся сшить их вместе, мы получаем бессмысленные ответы.
В нашей нынешней Вселенной, используя наши нынешние технологии, «практически невозможно найти ответ на этот вопрос эмпирическим путем», говорит Бичем. Почему? «Мы не можем добраться до таких высоких энергий столкновения, в первую очередь потому, что не можем построить коллайдер достаточно большой для этого». Он говорит, что некоторые теоретики полагают, что есть что-то еще (вроде других частиц или дополнительных пространственных измерений, как вытекает из теории струн и ее расширенных моделей), что может показаться в эксперименте, объединяющем гравитацию с другими силами.
Но для этого нам нужен коллайдер размером с Солнечную систему. Даже 27-километровый круглый Большой адронный коллайдер, использующий сверхпроводящие магниты для ускорения и столкновений пучков протонов на 99,999999% скорости света, недостаточно большой, чтобы ответить на эти вопросы. Он может узнать только лишь какой была Вселенной, когда она была размером с яблоко. Ученым может потребоваться больше энергии и, следовательно, больший коллайдер, чтобы разобраться во Вселенной меньше размера яблока.
Насколько больше? Возможно, сильную и слабую ядерные силы можно было бы объединить при помощи коллайдера, построенного вокруг Марса. Но чтобы добавить гравитацию в это уравнение, «по некоторым приблизительным оценкам потребуется коллайдер, опоясывающий орбиту Нептуна. Более того, некоторые ученые утверждают, что эта оценка очень приблизительна и нам придется построить кольцо еще больше». Преимущества будут огромными — такой коллайдер сможет опробовать масштабы Планка, самые маленькие масштабы, в которые мы можем заглянуть, позволенные квантовой механикой. «Мы бы поняли все о гравитации, о квантовой механике и, между тем, также получили бы объединенную электрослабую и электросильную силу просто так, а вслед за ней путешествия во времени, теорию струн, темную материю, темную энергию, проблему измерения, теорию множественных вселенных и так далее.
Что? Путешествия во времени? По мнению Бичема, мы бы получили настолько подробное представление о Вселенной и о том, как работает пространство-время, что, возможно, смогли бы положить свои знания в основу будущих технологий манипуляции со временем. «Вполне возможно, что сила гравитации и другие силы природы объединяются при некоторых чрезвычайно высоких энергиях, но для исследования этого вопроса нам потребуется создать коллайдер по типу БАК, опоясывающий внешние пределы Солнечной системы или даже больше».
К сожалению, мысленный эксперимент Бичема неосуществим в настоящее время: «Технологий, человеческой силы и ресурсов для создания коллайдера частиц, опоясывающего внешние пределы Солнечной системы, просто не существует. Даже если бы мы взяли технологии существующего ускорителя и детектора на БАК, масштаб был бы проблемой в самом практическом смысле: непонятно, хватит ли материала для создания этой махины в Солнечной системе, на всех источниках — Земля, Луна, планеты, астероиды и т.п.
И чтобы разогнать протоны до таких высоких энергий, даже на БАК, мы используем сверхпроводящие магниты. Магниты приобретают свойства сверхпроводников только если вы делаете их очень холодными. Можно было бы подумать, что это будет полезно для создания ускорителя частиц в космосе. Космос ведь очень холодный. Но для сверхпроводимости он не очень холодный. Внешний космос имеет температуру 2,7 Кельвина, но магниты требуют 1,9 Кельвина. Близко, но все еще нет. На БАК эти температуры достигаются при помощи жидкого гелия. Непонятно, хватит ли жидкого гелия вообще где-нибудь поблизости, чтобы охладить круговой ускоритель размером с Солнечную систему.
При таких энергиях детекторы должны быть огромными. Вам придется обучать физиков и обзаводиться непостижимым количеством вычислительной мощности. Вам понадобится передовая робототехника, защита от астероидов, комет и другого мусора. И все это еще нужно привести в движение. Вы не можете использовать энергию Солнца, потому что машина окружает Солнце на расстоянии Нептуна. Устройство таких размеров потребует прорывов в области энергетики, которые не представляются возможными в ближайшем будущем.
Такой эксперимент изменил бы физику. В конце концов, такие эксперименты помогают физикам понять, как все устроено, и такой ускоритель даст убедительные ответы на множество вопросов. Это изменит мышление людей. Изменит то, что мы подразумеваем под «пониманием».
Если бы мы строили коллайдер вокруг внешней границы Солнечной системы, знания, которые мы бы приобрели — о природе гравитации, о том, как увязать в одно квантовую механику и общую теорию относительности, о путешествиях во времени, о том, что было в момент Большого Взрыва, о том, может ли наша Вселенная быть всего одной из бесконечного числа множественных вселенных — настолько изменили бы наше представление о реальности, наше отношение к природе, этому ее языку, пониманию мира, человечества, происходящего вообще, нашего места во вселенной, что нам пришлось бы изобретать новую концепцию понимания, чтобы это описать.
Очевидно, никто из людей не работает над таким экспериментом, хотя ЦЕРН уже разрабатывает на бумаге Будущий круговой коллайдер, туннель которого будет 80-100 километров длиной. Впрочем, возможно, где-то кто-то во Вселенной и работает над таким проектом. Было бы фантастикой, если бы некая далекая цивилизация где-нибудь еще во Вселенной уже работала бы над этим, а у нас была хотя бы возможность найти и связаться с ней, чтобы спросить о результатах даже обычных физических экспериментов. Такая же у них масса бозона Хиггса? Нашли ли они X и Y бозоны, которые демонстрируют объединение электрослабой и электросильной сил? Добрались они до планковских масштабов? Что такое темная материя? Можем ли мы двигаться назад во времени? Вселенная будет продолжать работать по тем же законам. Реальный вопрос в том, смогут ли люди когда-нибудь понять эти законы.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

В один прекрасный день ИИ сможет выполнять всю нашу работу

В сеть просочился отчет о встрече ВМС США с НЛО

Давайте поговорим о неопознанных подводных объектах

Доказательства существования инопланетной жизни

Жизнь нужно искать в пурпурных мирах

Жители графства Дербишир взбешены таинственным жужжанием

Как философы воспринимали инопланетную жизнь

Метеорит, пробивший крышу дома во Флориде, прилетел с МКС

Миссия НАСА Солнечный парус готовится к запуску

На протяжении 600 лет манускрипт Войнича остается загадкой

НАСА ищет дешевый способ доставки образцов с Марса

Обнаружена самая массивная черная дыра в нашей галактике

Паранормальные корни программы Пентагона по НЛО

Подтвержден полет аппарата Dragonfly к Титану

Правительство пытается скрыть правду о НЛО

Пурпурные миры населены инопланетянами

Робот-гуманоид Ameca может имитировать человеческую речь

Тестирование технологий для полета на Марс

Человекоподобный НЛО замечен в небе Калифорнии

Я встретил лысых инопланетян–гуманоидов

В небе Калифорнии замечен странный НЛО

Великобритания разрабатывает правила для ИИ

Город богов разрушило мегаземлетрясение

Еще один механизм выживания тихоходок в космосе

Жуткое послание убийцы Зодиака

Квантовый интернет все ближе

Ковчег Завета питал Великую пирамиду Гизы

Морской офицер выражает тревогу по поводу водных НЛО

Нет доказательств существования инопланетных технологий

Новая книга дает представление о космических поисках жизни

Обнаружили близкую массивную черную дыру

Перепись ближайших окрестностей Солнца

Проект по классификации гамма-всплесков

Пурпурный, а не зеленый цвет - цвет жизни на экзопланетах

Стивен Спилберг снимет новый фильм об НЛО

Тайна объекта в форме сердца на поверхности Плутона

Тайна орбитальной нестабильности планет-гигантов

Технология передачи энергии с космических электростанций

Церера таит в себе мрачную тайну

Электричество и батарейки древних египтян

Yeezy Boost 350 v2 Black Черные. Икона Стиля и Инновации

Билл Гейтс поддерживает искусственный интеллект

В небе Калифорнии замечен таинственный объект

В пещерах на Марсе могут находиться инопланетяне

Геолог-любитель получил сильные ожоги от НЛО

Житель Лондона принял вертолет за НЛО

За НЛО отправляйтесь в маленький городок в Висконсине

Звездолеты помогут в поисках новых физических явлений

Интернет может достичь квантовой скорости

Космические силы США готовятся к первой в истории миссии

Министерство обороны публикует документы Kona Blue

Нейтронные звезды нагреваются от аннигиляции темной материи

Нострадамус предсказал войну в 2024 году

Победителем президентских выборов в 2032 году станет робот

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Подводный НЛО сняло исследовательское судно

Проклятая могила с 450 обезглавленными вампирами

Рассекреченный отчет раскрывает дематериализацию НЛО

Тайна высоких уровней энергии в звездных сверхвспышках

Уважаемый астроном не верит в теории заговора об НЛО

Ярчайший гамма-всплеск породила коллапсирующая звезда

Франшиза Pro.Travel. Предпринимательский успех Татьяны Мамаевой

Возвращение денежных средств пострадавшим от брокеров-мошенников. Путь к справедливости

Встреча с НЛО, от которой у человека расплавились пальцы

Детеныш инопланетянина найден в мексиканской пещере

Инопланетяне помешали человечеству скатиться к ядерной войне

Как ученые сообщат человечеству об инопланетянах

Канадский рейтинг мест для наблюдения НЛО

Ключ к поиску жизни в отдаленных мирах

Лучшие наблюдения НЛО в Северной Каролине

Люди не верят, что никаких НЛО нет

Мужчина получил сильные ожоги при встрече с НЛО

Мужчина с разбитым сердцем построил Космические врата

Музей странного и чудесного в Канзасе

Настоящие убежища из сериала Fallout уже построены

НЛО заметили над долиной Нижнего Гудзона

НЛО около Антарктиды - ошибка программного обеспечения

НЛО представляют угрозу безопасность на море

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Призрачные нарушения звездных потоков темной материей

Термодинамика поможет описать расширение Вселенной

Что это за НЛО замечен над штатом Нью-Йорк

Эксцентриситет орбиты создал океан на Мимасе

Более четверти россиян верят в существование инопланетян

Гигантские человеческие скелеты в пещере Лавлок

Глобальное потепление лишит Антарктиду 76% метеоритов

Девочки-близнецы испытывают одинаковые чувства

Древнеиндийская мандала в районе линий Наска

Древние легенды и мифы рассказывают о ануннаках

Женщина чудом выжила после удара молнии

ИИ может притворяться более глупым, чем есть на самом деле

История об оборотнях пронизана загадками и тайнами

Клетки поджелудочной железы пересадят от свиньи человеку

Космические кладбища, затмение и ждать ли НЛО

Космические силы США планируют провести учения на орбите

Магическая сила, делающее тело неуязвимым

Маленькие человечки похитили мужчину

Под Уфой заметили НЛО

Таинственные лабиринты Чинканас

Тайна упавшей в Омске кометы и 17000 фото НЛО

Тайны европейских подземных тоннелей

Тело фанатки вампиров нашли обескровленным

Экстрасенс нашел место захоронения пропавшего мальчика

Гильотинные ножницы по металлу. Назначение и критерии выбора

Как выбрать массажное кресло

Франшиза CyberSeller под управлением Азата Аширова

Большинство людей хотят заниматься сексом с роботами

Будущие эпидемии могут возникнуть из-за ИИ

В Башкирии жители заметили НЛО в небе

В новом отчете Пентагона по НЛО есть серьезные недостатки

Вычисление точных размеров экзопланет

Зонд для поисков жизни на спутниках Юпитера

Кислород и углерод улетучиваются из магнитосферы Венеры

Мы не готовы к вторжению инопланетян

НЛО замечен небе над Екатеринбургом

Новая идея для космических солнечных батарей

Обнаружены звездные ветры от трех солнцеподобных звезд

Поиски неуловимого Лох-Несского чудовища

Призрак опрокидывает напитки в одном из пабов Британии

Странный сигарообразный НЛО над шоссе в Миссури

Существо-муравей замечено на Марсе

Тёмная материя повышенной плотности существует

Ужасающая реальность ядерной радиации

Уэльс - горячая точка внеземной активности

Человек-сатана сменил имя на Дьявол

Ярчайший гамма-всплеск произошел из-за коллапса звезды

Беспроводная передача энергии поможет изучить Луну

Бывшая жена призрака стала ведьмой

В поисках асимметрии между материей и антивеществом

Какая часть атмосферы Венеры образуется за счет вулканов

Наблюдения НЛО в Канаде продолжаются

НАСА попросили помочь в поисках Лох-Несского чудовища

Необъяснимая аномалия вблизи Антарктиды движется на север

Новый сейсмодатчик для обнаружения лунотрясений

Порнозвезда рассказала о своем столкновении с призраками

Раскрывая секреты НЛО. Взгляд доктора Стивена Грира

Солнечные паруса нового поколения готовы к запуску

Столкновение звезд раскрывает звездную тайну

Терминаторы могут появиться уже в следующем году

Триггеры нового поколения для детекторов ЦЕРН

Удивительные горячие точки НЛО в Техасе

Ученые БАК изучают звездные пути инопланетян

Физика и математика стоящие за 'Задачей трех тел'

Человек появился спустя 30 лет без памяти

Черная дыра замечена вблизи Кейптауна

Черный НЛО замечен над океаном около Тампы

Для изучения астероидов потребуются разумные зонды

Доказательство путешествий во времени

Дьявол будет парить в вышине, вызывая изумление

Если на Европе и есть гейзеры, то они очень слабые

Затмения лежат в основе усилий по изучению экзопланет

ИИ может воспроизвести голос любого человека

Как искусственные сотрудники повлияют на живых

Конспирологи опасаются демонических порталов

Люди плохо разбираются в теориях заговора

Новая свидетельница похищения инопланетянами в Паскагуле

Обнаружена новая молодая и теплая экзопланета

Питательные вещества для жизни на экзопланетах

Платформа из графита левитирует без электричества

Пугающая деталь в паспорте Нео

Роль Млечного Пути в древнеегипетской мифологии

Создатель аугментов вернулся к работе

Техас заменяет тысячи экзаменаторов-людей на ИИ

Технологии НАСА помогают защититься от лунной пыли

Фирма Synchron начинает испытания мозговых чипов на людях

Что будет с Землей, когда погаснет Солнце

Бигфут скрывается в горах с таинственной энергией

Биокомпоненты оказались стабильны в атмосфере Венеры

В Сочи корабли полетели над морем

Звезда бросает вызов происхождению быстрых радиовсплесков

НЛО в Розуэлле по-прежнему окутывает Вашингтон

Паранормальная природа встреч с НЛО и связь между ними

Почему так трудно бурить на поверхности планет

Разоблачители и поиск внеземной жизни

Самое необычное место для отдыха в Колорадо

Смотрите фильмы о непознанном на Netflix

Создали метажидкость с программируемыми свойствами

Тайна мумии русалки раскрыта

Тайна однобокой геологии Луны

Теории заговора вокруг Георга III и королевы Шарлотты

Ужасные рога мужчины-дьявола и женщины-носорога

Ученые БАК пытаются открыть пути инопланетян

Четыре ключевых вопроса об инопланетных технологиях

Что мы могли бы построить из лунного реголита

Южнокорейский зонд приняли за НЛО

Я был похищен долговязыми инопланетянами

Подписка на новости
Наверх